地毯背衬胶乳的发展研究

邱晓亭

(青岛大学，山东 青岛 266071)

1 引言

地毯作为重要的铺地材料，因具有优良的隔音性、良好的装饰性以及防磕碰等优点而得到广泛使用。目前欧美国家的地毯消费量占铺地材料消费总量的70%。近年来随着我国人民生活水平的不断提高，地毯也逐渐进入千家万户，地毯产业将会是我国纺织产业一个新的经济增长点。地毯上胶工序是地毯生产过程中非常重要的一环，其目的是：固着绒头纱，防止纤维脱落；提高地毯的尺寸稳定性，防止切边松散；确保地毯坚挺厚重，优化产品结构；改善着地性，防止地毯打滑，提高地毯耐水、防潮、耐褶皱性能；延长地毯的使用寿命[1]，而背衬胶乳质量直接决定地毯的品质，因此地毯背衬胶乳的开发与应用对地毯行业的发展有重要影响。

2 地毯的分类

地毯按照原材料不同可分为化纤地毯、羊毛地毯和混纺地毯等。化纤地毯多采用锦纶、涤纶、腈纶等化学纤维为主要原料，最大特点是耐磨、耐腐蚀，但是阻燃性较差；羊毛地毯质地紧密、富有弹性、不带静电、不易粘尘、图案精美、触感舒适；混纺地毯是由不同纤维混纺编织而成，可适用多种使用环境。根据地毯绒头不同可以分为圈绒地毯、割绒地毯以及圈割绒地毯。根据地毯制作方法不同可以分为机制地毯和手工地毯。机制地毯又可以细分为威尔顿地毯、阿克明斯特地毯和簇绒地毯，其中威尔顿地毯和阿克明斯特地毯都是起源于英国，并且都是由经纱、纬纱、绒头纱三纱交织，然后经过上胶、剪绒等后整理工序制作而成，而簇绒地毯是通过针的排列，将簇绒植于化纤基布的底部形成割绒或圈绒毯面的机制地毯。

3 地毯背衬胶乳

3.1 溶剂型胶粘剂

溶剂型胶粘剂是指含有挥发性有机溶剂的胶粘剂，胶体的固化依靠有机溶剂的挥发，主要有天然橡胶、合成橡胶、合成树脂等高分子化合物溶于有机溶剂制成的胶粘剂。

起初地毯胶乳主要分为天然橡胶和合成橡胶两大类，天然橡胶常温下有较高的弹性和良好的塑性，耐碱但不耐强酸，虽资源丰富、价格低廉，但是一般不单独使用，而是与其它合成橡胶配合使用。随着合成橡胶的发展，天然橡胶逐渐被取代。合成胶乳是合成橡胶的重要组成部分，丁苯胶乳又在合成胶乳中占据重要位置。20世纪60年代兰州石化公司研究所成功研发了丁苯胶乳制备技术并进行小批量生产[2]。丁苯胶乳是在丁二烯和苯乙烯单体中添加不同化学品和助剂，经过乳液共聚形成的聚合物乳胶，具有良好的粘结性能，并且由于其粒子比天然胶乳的粒子小，所以可以和天然胶乳任意比例混合。为了优化丁苯胶乳性能，周兆丰等人[3]发明了一种新型丁苯胶乳用于地毯背衬涂胶，其制备方法为以丁二烯、苯乙烯为主要单体，以纳米淀粉和纳米碳酸钙作为种子胶，使得胶乳粒径呈单分散分布，粘结性能大大提高。除此以外纳米碳酸钙和淀粉成本低且易降解，符合当今绿色环保的发展趋势。新型丁苯胶乳制作的地毯具有手感柔软、耐水性好、胶面不龟裂且弹性好等优点。

为了提高胶乳粘结性能，羧基丁苯胶乳成功问世，其原料除了苯乙烯、丁二烯以外，还加入甲基丙烯酸、丙烯酸等不饱和羧酸。由于聚合物分子链上拥有强极性基团COOH，羧基丁苯胶乳具有良好的粘结性能和成膜性能，更好的耐光、耐热和耐老化性能。齐景霞等人[4]为了解决传统丁苯胶乳和羧基丁苯胶乳粘结不牢、脱层和胶面龟裂等问题，设计研发了一种新型胶乳。新型胶乳选择天然胶乳作为主体，滑石粉作为填充剂，既降低了成本又增大了胶乳固形物含量，同时选择有粘结性的酪素作为分散剂。采用新配方制作的地毯无异味、胶面抗龟裂性能优异、符合环保要求。

3.2 水性胶粘剂

随着对地毯安全性、环保性要求的提高，水性胶粘剂得到进一步发展。水性胶粘剂是以天然高分子或者合成高分子作为粘料，以水为溶剂或者分散剂来替代对环境和健康有害的有机溶剂。因其具有无污染、使用安全、不燃烧等优点，逐渐在地毯上得到广泛应用。VAE乳液是醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，价格适中、无毒、无味，避免了因溶剂挥发造成的环境污染和安全隐患，并且具有永久柔韧性、较好耐酸碱性、耐紫外线老化、良好的粘结性等。

水性聚氨酯胶粘剂以水为分散剂，具有无污染、粘结性能强、成膜性好等优点[5]，广泛用于地毯背衬涂胶领域。刘都宝等人[6]以甲苯二异氰酸酯、聚酯二元醇、聚醚二元醇、二羟甲基丙酸等为原材料制备了水性聚氨酯胶粘剂，与传统水性胶粘剂相比，具有性能可调、耐低温、粘结强度大等优点，克服了羧基丁苯胶乳和丁苯胶乳的附着力差、胶面开裂、刺激性气味挥发等问题。水性聚氨酯胶粘剂正逐步取代溶剂型聚氨酯胶粘剂，成为涂层和胶粘剂领域的一个重要组成部分。张大鹏等人[7]用硅烷偶联剂KH-550对水性聚氨酯胶粘剂进行改性，将氨基接枝到聚氨酯分子链中，制备了单组份自交联水性聚氨酯胶粘剂，改性后的胶粘剂粘结强力显著提高，剥离强度也得到改善。

3.3 热熔胶

大多数溶剂型胶乳在地毯烘干过程中都会存在溶剂挥发、单体残留和聚合物热分解等问题，给环境造成一定影响，且地毯在使用过程中会挥发出有机物，如甲醛和苯类有害物质，对人体健康产生极大威胁。水性胶粘剂存在干燥速度慢、耐水性差、防冻性差等缺点。而地毯用热熔胶可解决上述问题，满足消费者对绿色环保的需求。

热熔胶是一种可塑性粘合剂，无毒无味，常温下是固体，便于包装、运输，而且热熔胶粘结强力大。地毯背衬热熔胶粘合剂的基本材料是乙烯与其他烯类单体的共聚物，例如乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物。热熔胶作为粘合剂有以下优点：(1)完全不含有机溶剂，对人体健康没有危害，生产过程中不需要通风设施，避免了溶剂着火带来的安全隐患；(2)固化速度快，在室温下就能快速凝固，因不含水和溶剂，不需使用大型烘干设备，降低了能耗。但是热熔胶也存在不足：(1)热熔胶熔融粘度大、流动性差，涂胶过程中难以渗透绒头纱和基布，很难达到标准绒头拔出强力；(2)熔融温度高，易对地毯中的纤维造成损伤；(3)容易造成涂胶困难或者涂胶不匀。

高升平等人[8]针对EVA热熔胶粘度大的缺点，研制了石蜡共混改性EVA热熔胶，改性后的热熔胶具有熔点低、流动性好、粘结强度大等特点。周其平等人[9]研究了地毯防滑热熔胶组合物的制备，将抗氧剂、增塑剂和光稳定剂加入导热油反应釜，升温后加入增粘树脂并融化，后投入主体聚合物在真空状态下融化，再继续加入增粘树脂，加热搅拌至均匀。成品用于地毯，防滑性能优良，耐气候性能好。

地毯阻燃性能是衡量地毯安全性的重要指标。苏志玉[10]发明了一种阻燃EVA热熔胶，解决了无机阻燃剂和EVA树脂等有机物融合性差的问题，降低了无机阻燃剂对热熔胶力学性能的影响，在地毯背衬涂胶工艺应用效果较好。

4 结论

随着地毯市场的发展，人们对地毯的环保性、安全性、美观性、耐久性提出更高的需求，这就要求未来地毯背衬胶乳需绿色环保、无毒无害、经久耐用，同时兼顾低成本、使用方便、绿色生产等方面。随着地毯背衬胶乳性能的提高，地毯行业也将成为纺织业新的经济增长点。